幕后文章是与国家科学基金会合作提供给生活方面的。
谁说你不能教老狗新技巧？
在担任电气工程师将近25年后半导体发展和制造业，我作为NSF综合研究生教育和研究实习生回到学校（承诺）家伙。
我的研究重点涉及Terahertz辐射，当我第一次到达校园时，我几乎不知道。直到最近，电磁谱的Terahertz部分主要对大气和天文现象的研究具有价值，例如绘制地球臭氧层的变化并凝视着宇宙的起源。但是，现在，应用程序正在爆炸。
Terahertz辐射是电磁频谱，就像阳光一样，无线电波，X射线和伽马射线。 Terahertz的频率在每秒0.3至30万亿个周期之间，导致一些非常有趣的特性。
首先，Terahertz辐射倾向于通过许多常见的东西，例如纸，纸板，皮革和面料，再到更多的异国材料，例如航天飞机的喷涂泡沫绝缘材料，并由金属和许多陶瓷反映。这使它非常擅长寻找隐藏的物体，例如隐藏在机场的衣服下的武器，或者在梭子泡沫的粘附下（可能导致发射过程中的失败）中的缺陷。
由于Terahertz辐射波长在1到0.01毫米的范围内，因此可以分辨出良好的图像分辨率，是的，如果您想知道，这会提出隐私问题，目前是一场热门辩论。
当我们遵循成像的主题时，由于辐射频率与分子的许多振动模式相吻合，而且您不仅可以看到某物隐藏了，而且可以弄清楚它的构成。例如，您可以查看信封中包含的粉末是滑石粉还是甲基苯丙胺，或者是由炸药或更强大的塑料爆炸物制成的简易爆炸装置。
但是，Terahertz的辐射几乎完全被水吸收，包括空气中的水分，因此隔离距离（我们可以看到这些威胁多远）仅限于100米（328英尺）。
对于某些应用，这种有限的传输距离是一个优势，例如，对于安全的战术通信，长信号范围增加了拦截的可能性。同样，它是细胞水含量的差异，因此可以在医疗应用中鉴定癌组织。
尽管无法进行深层组织扫描，例如X射线扫描，但可以对切除的样品进行分析。与X射线不同，Terahertz辐射是非离子化的，因此反复的暴露不会带来健康风险。
凭借所有这些潜力，为什么Terahertz的应用不在各地？原因之一是Terahertz来源的可用力量。与典型的主流FM广播电台相比，运行在100千瓦时，Terahertz-Source Power在几百毫米的范围内就可以了。
提出高功率Terahertz来源的困难在于频率范围：对于电子源而言，它太快了，对于光学源而言太慢了。可用来源的低功率在等式的另一侧造成了重大负担，即Terahertz探测器的敏感性。尽管大气和天文应用长期以来一直依赖于在低温温度下的跑步探测器，并将Terahertz信号转换为较低的频率（下调），但狮子在室温下的狮子份额确实必须在室温下运行，哦，顺便说一句，它们需要相当小，相当便宜。
当然，当然存在可用的检测器，即pyroelectric设备，由于材料极化的变化，热能被转换为电信号，复合半导体schottky二极管，非线性工作特性将接收的信号转化为DC电压。
但是，这两种设备都有其局限性：pyro电动设备在慢侧，CS Schottky设备很难与复杂的集成电路集成。如果有一种方法可以使传统晶体管在Terahertz频率上运行...
输入我的研究主题，输入等离子体波电子。常规的，转运时间硅场效应晶体管（FET）操作的速度限制为大约0.5至0.8 Terahertz（即使使用纳米级设备）。
电子等离子体波是局部的，在FET通道中的电子浓度中发生了变化的扰动；当您将它们扔进卵石时，将它们视为池塘上的波浪。
迈克尔·迪亚科诺夫（Michael Dyakonov）和我的论文顾问迈克尔·舒尔（Michael Shur）于1973年首次提出，等离子波有望允许硅fets的运行高达10 Terahertz！在我们的实验室中，我们通过这些设备证明了从0.2到1.6 Terahertz的检测，基于硅FET的Terahertz探测器将易于与复杂的图像处理电路集成。
在我们的研究过程中，我们已经找到了一种将Terahertz辐射应用于测试大规模集成电路，记忆芯片和微处理器的方法，以解决可能会妨碍性能的缺陷和特征。
但是，到目前为止，我的研究中最有意义的方面是与同行和导师的合作，我们的研究小组拥有强大的国际组成部分。我从这里的经历中获得了巨大的发展。我获得了博士学位在过去的五月电气工程中，并继续我作为博士后研究助理的研究。最重要的是，上个学期，我有机会教大二年级的物理课程，担任兼职教授。这只老狗有很多新技巧！
- 关于光的一切
- 视频 - 革命电子的下一步
- 10种将改变您生活的技术
编者注： 这项研究得到了国家科学基金会的支持（NSF），联邦机构负责在科学和工程领域的所有领域资助基础研究和教育。看到幕后存档。
